换向方式研究无位置传感器无刷直流电机

器的输出分别作为电机的换相信号。 

　　图3

　　2.2电路分析

　　本设计与以往技术相比，由于采用了不随电机转速变化的恒零相移滤波电路，无需相移校正，而送到比较器正负端的电压是两路没有相移的端电压，无需构建虚拟中性点。比较器检测到的是线电压的过零点，这个过零点正好对应电机的换向点，因此，输出的换相信号与霍尔传感器输出的换相信号完全一致。在无刷直流电机高转速比的范围内，无需高速控制IC，可以直接使用与霍尔传感器相配套的低价控制IC，电路结构简单，成本低，可以替代霍尔传感器广泛应用在家电、计算机外设和电动车用等无刷直流电机上。

　　电机三相端电压Va、Vb、Vc经3个分压电路和恒零相移滤波电路后，得到幅值减小的平滑端电压Vao、Vbo、Vco，滤波前后每一相端电压的相移角度　为：

　　式中ω为电机运行的角速度。

　　只要设计C1=R3R4C4，就可以使得滤波前后的相移角度恒为零，确保端电压的过零点滤波前后不会跟随电机速度的变化而移动，无需相移校正。图3相邻两相的恒零相移端电压送到比较器后，比较器比较的是两相端电压，实质上就是检测线电压的过零点。这个过零点正好对应电机的换相点，因此，比较器输出的换相信号与霍尔传感器输出的换相信号完全一致。

　　2.3实验验证

　　Va、Vb、Vc、 Vao、Vbo、Vco及各换相信号的波形图略——编者注。

　　结语

　　本文利用无刷直流电机端电压设计的换相控制电路，结构简单，运行可靠。经过实验证实，此电路输出的换相信号与霍尔传感器输出的换相信号完全一致，从而在一定程度上可以替代霍尔传感器，并可应用于较高温、高压、高辐射等传感器无法胜任的场合。不过由于器件自身的局限性，在一些更加恶劣场合的应用还有待测试和改善。